(57)【要約】【課題】有機フッ素化合物濃度が低くて、被処理水の量が多量であっても、低コストで、有機フッ素化合物の分解除去ができる水処理装置および水処理方法を提供すること。【解決手段】有機フッ素化合物含有水を２段階で処理する。第１段階では、ナノバブルで有機フッ素化合物含有水を分解することによって生成した分解物を、固定された活性炭３２,３３,３４で吸着処理する。第２段階では、第１段階で処理された処理水中の低濃度の有機フッ素化合物をナノバブルで分解して生成した分解物を、流動している活性炭６７で吸着処理する。【選択図】図１
2010022960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ナノバブル発生機と、
第２ナノバブル発生機と、
上記第１のナノバブル発生機からのナノバブルが吐出され、かつ、そのナノバブルによって、有機フッ素化合物を含む有機フッ素化合物含有水中の上記有機フッ素化合物を分解することによって生成された炭素とフッ素の分解物を除去する前段分解部と、
上記前段分解部で処理された第１処理水が導入されると共に、上記第２ナノバブル発生機からのナノバブルが吐出され、かつ、そのナノバブルによって上記第１処理水中の上記有機フッ素化合物を分解することによって生成された炭素とフッ素の分解物を除去する後段分解部と
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々は、直列に接続された３つの気液混合気体せん断部を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水処理装置において、
上記前段分解部および上記後段分解部の夫々は、上部と、その上部よりも鉛直方向下方に位置する下部とからなり、
上記第１ナノバブル発生機からのナノバブルは、上記前段分解部の上記下部に吐出されると共に、上記第２ナノバブル発生機からのナノバブルは、上記後段分解部の上記下部に吐出され、
上記前段分解部の上部は、上記前段分解部の上記下部で有機フッ素化合物が分解されることによって発生する上記分解物のガスを吸着処理する吸着処理部を有し、
上記後段分解部の上部は、上記後段分解部の上記下部で有機フッ素化合物が分解されることによって発生する上記分解物のガスを吸着処理する吸着処理部を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水処理装置において、
上記前段分解部の上記上部に空気を供給する前段上部空気供給部と、
上記前段分解部の上記下部に存在する液体を曝気する前段下部曝気部と、
上記後段分解部の上記下部に存在する液体を曝気する後段下部曝気部と
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の水処理装置において、
上記前段分解部の上記吸着処理部は、活性炭収容部と、この活性炭収容部に収容された活性炭とを有し、
上記後段分解部の上記吸着処理部は、活性炭を含む水を散水する散水部を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々は、
気液混合循環ポンプと、
気体の通過を制御する電動ニードルバルブを有する第１気体せん断部と、
第２気体せん断部と、
第３気体せん断部と
を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記電動ニードルバルブを通過する空気の量は、１.２リットル／分以下であることを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部は、楕円形状もしくは真円形状であり、上記各第１気体せん断部の内面は、２以上の溝を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の水処理装置において、
上記溝の深さが、０.３ｍｍ〜０.６ｍｍであり、上記溝の溝幅が０.８ｍｍ以内であることを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
請求項６から９までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプにおいて、その気液混合循環ポンプの吐出配管の断面は、上記気液混合循環ポンプの吸い込み配管の断面よりも小さいことを特徴とする水処理装置。
【請求項１１】
請求項６から１０までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプは、その気液混合循環ポンプの出力が最大値に達した後に、気体の取り込みを行うことを特徴とする水処理装置。
【請求項１２】
請求項６から１１までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプは、その気液混合循環ポンプが稼働してから６０秒経過後に、気体の取り込みを行うことを特徴とする水処理装置。
【請求項１３】
請求項６から１２までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部において、マイクロバブル発生部側面に対する気体流入管の入射角は、略１８°であることを特徴とする水処理装置。
【請求項１４】
請求項６から１３までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部の厚みが、６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることを特徴とする水処理装置。
【請求項１５】
請求項３から１４までのいずれか１項に記載の水処理装置において、
上記後段分解部の上記上部は、活性炭を含む水を充填する活性炭充填部を有する一方、上記後段分解部の上記下部は、曝気を行う後段下部曝気部を有することを特徴とする水処置装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の水処置装置において、
上記後段分解部の上記下部は、その下部の底面が略水平方向に広がっている状態で、水平面に対して３０°以上の勾配を有する斜面を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の水処理装置において、
上記後段下部曝気部は、
ブロワーと、
このブロワーに連結されると共に、上記後段分解部の上記下部に連通している空気撹拌用散気管と
を有し
上記活性炭充填部は、上記空気拡散用散気管の鉛直方向上方に位置する活性炭吸入管を有し、
上記後段分解部の上記上部は、活性炭を含む水を散水する散水部を有し、
上記活性炭吸入管で吸入された液体は、活性炭散水ポンプによって上記散水部に送られることを特徴とする水処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の水処理装置において、
上記後段分解部の上記下部に、全有機炭素計を設置し、
上記全有機炭素計が計測した上記後段分解部の上記下部の前有機炭素濃度に基づいて、上記ブロワーの電動機と上記活性炭散水ポンプの電動機の回転速度を制御することを特徴とする水処理装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の水処置装置において、
上記後段分解部の上記下部に、化学的酸素要求量計を設置し、
上記化学的酸素要求量計が計測した化学的酸素要求量に基づいて、上記ブロワーの電動機と上記活性炭散水ポンプの電動機の回転速度を制御することを特徴とする水処理装置。
【請求項２０】
請求項６に記載の水処置装置において、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンガスである一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、空気であることを特徴とする水処理装置。
【請求項２１】
請求項６に記載の水処理装置において、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、酸素である一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、空気であることを特徴とする水処理装置。
【請求項２２】
請求項６に記載の水処置装置において、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンであり、また、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンであることを特徴とする水処理装置。
【請求項２３】
請求項６に記載の水処置装置において、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンである一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、酸素であることを特徴とする水処理装置。
【請求項２４】
請求項５に記載の水処理装置において、
上記前段分解部の上記活性炭収容部に収容された上記活性炭はゼオライトであり、かつ、上記後段分解部の散水ノズルからの散水中に存在する活性炭がゼオライトであることを特徴とする水処理装置。
【請求項２５】
有機フッ素化合物を含有する有機フッ素化合物含有水に、ナノバブルを吐出して混合して、ナノバブルが有するラジカルによる酸化力で、上記有機フッ素化合物において、炭素とフッ素との結合を分解して、上記有機フッ素化合物の分子量よりも小さい分子量の炭素とフッ素の分解物を生成し、
上記炭素とフッ素の分解物をガス化して除去することを特徴とする有機フッ素化合物含有水の水処理方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の有機フッ素化合物含有水の水処理方法において、
上記有機フッ素化合物含有水は、パーフルオロオクタンスルホン酸と、パーフルオロオクタン酸とのうちの少なくとも一方を含んでいることを特徴とする有機フッ素化合物含有水の水処理方法。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載の有機フッ素化合物含有水の水処理方法において、
ナノバブルで有機フッ素化合物含有水中の有機フッ素化合物を分解することによって生成した分解物を、固定された活性炭で吸着処理し、
その後、ナノバブルで有機フッ素化合物が分解されて、分解物が上記固定された活性炭で吸着処理された後の第１処理水中の有機フッ素化合物を、ナノバブルで分解して、その分解によって生成した分解物を、上記第１処理水に流動させた活性炭で吸着処理することを特徴とする有機フッ素化合物含有水の水処理方法。
【請求項２８】
請求項２５から２７のいずれか１項に記載の有機フッ素化合物含有水の水処理方法において、
上記有機フッ素化合物含有水中に、活性炭を添加し、その活性炭を、曝気撹拌によって流動状態とすることを特徴とする有機フッ素化合物含有水の水処理方法。
【請求項２９】
請求項２５から２８までのいずれか１項に記載の有機フッ素化合物含有水の水処理方法において、
有機フッ素化合物含有水中の有機フッ素化合物を、ナノバブルで、上記分解物に分解すると共に、その分解物を、ファンによって、ガス化して除去する第１処理を行い、
上記第１処理後を行った後の有機フッ素化合物含有水内の上記有機フッ素化合物を、ナノバブルで、上記分解物に分解すると共に、その分解物を、ブロワーから吐出する空気を用いて除去することを特徴とする有機フッ素化合物含有水の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置および有機フッ素化合物含有水の水処理方法に関する。本発明は、特に、パーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）およびパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）の分解除去に使用されれば好ましい水処理装置および有機フッ素化合物含有水の水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン同様、国際的に、有機フッ素化合物としてのパーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）の環境汚染が問題化しつつある。
【０００３】
有機フッ素化合物は化学的に安定な物質である。上記有機フッ素化合物は、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有することから、各種界面活性剤、半導体製造における反射防止膜等産業用材料として広く用いられている。
【０００４】
しかしながら、上記有機フッ素化合物は、化学的に安定な物質であるが故に微生物分解がされにくい。また、微生物分解がされにくい故、環境中に放出されると環境汚染を引き起こす。
【０００５】
例えば、上記有機フッ素化合物としてのパーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、生態系での分解が進まないことから生態系への影響が懸念されている。すなわち、上記パーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）やパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）は、化学的に安定なため、熱分解させるためには、約１０００℃以上の高温を必要とする。また、この分解法を回避しようにも、従来の微生物や従来の光触媒等による処理では分解が極めて困難である。
【０００６】
このような背景において、従来、ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等難分解性有機フッ素化合物含有水の処理としては、燃焼方式や、高圧の超臨界方式がある。ここで、上記燃焼方式は、上述のように、非常な高温が必要不可欠であるから、燃料を消費して、地球温暖化を助長する。
【０００７】
また、半導体工場から排出される有機フッ素化合物含有排水中の有機フッ素化合物濃度は、その濃度がｐｐｂレベルの濃度で低い一方、その排水量は、１日あたり数十トンから数百トンにあり、非常に多いのが現状である。
【０００８】
ここで、従来技術は、有機フッ素化合物濃度が高濃度で排水量が少ない場合にしか適用できず、具体的には、排水量が、多くて１日数トンの場合にしか適用できないという課題がある。
【０００９】
また、河川水や湖水の水処理の場合、河川水や湖水の有機フッ素化合物濃度は、排水の場合よりもさらに低く、かつ、水量も更に多いから、従来の方法の使用は、事実上不可能である。
【００１０】
ここで、従来、ナノバブルの利用方法としては、特開２００４−１２１９６２（特許文献１）に記載されているものがある。
【００１１】
この方法は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、静電分極の実現による界面活性作用、および、殺菌作用などの特性を活用している。より具体的には、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、および、殺菌機能を向上させ、各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄し、また、汚濁水の浄化を行っている。
【００１２】
また、ナノバブルの利用方法および装置としては、特開２００３−３３４５４８（特許文献２）に記載されているものがある。
【００１３】
この方法は、液体中において、液体の一部を分解ガス化し、液体中で超音波を印加して、ナノ気泡を生成している。
【００１４】
また、オゾンマイクロバブルを利用する廃液の処理装置としては、特開２００４−３２１９５９（特許文献３）に記載されているものがある。
【００１５】
この装置は、オゾンマイクロバブルを、ガス吹き出しパイプの開口部より処理槽内の廃液中に通気して、廃液の処理を行っている。
【００１６】
しかしながら、上述の文献等を参照しても、ナノバブルが、有機フッ素化合物の分解を行うことができるか否かですら、一切わからず、有機フッ素化合物を産業上利用できる方法で、分解除去できる方法が、知られていないというのが現状である。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
有機フッ素化合物の分解法としては、国際会議でも、１０００℃以上の焼却しか方法が存在しないと考えられている。捕捉すると、有機フッ素化合物における化学構造式である炭素とフッ素の結合は、安定しているが故、強酸の中でも分解することがない。また、一般的な被処理水の浄化においては、活性炭吸着方式も存在するが、活性炭は、被処理水中に有機物が存在すれば、全ての有機物を吸着して、破過し易いから、活性炭を頻繁に取り替える必要があり、活性炭の交換に関係するランニングコストが非常に高い。したがって、効率が非常に悪く、現実的に活性炭吸着方式の採用は経済的に問題がある。
【００１８】
このような背景において、非常に安定な有機フッ素化合物は、環境中に放出されて、世界中をめぐり、はてには、世界中のあらゆる生物に濃縮してきた。例えば、有機フッ素化合物は、北極熊、アザラシ、鯨からも検出されて、国際的環境汚染の原因になっている。
【００１９】
したがって、有機フッ素化合物を、低コストで、産業上利用できる方法で、分解除去できる装置および方法を提供する意義は、非常に大きい。
【００２０】
このような背景において、上述のように、各工場から排出される有機フッ素化合物含有排水や、河川水、湖水においては、有機フッ素化合物濃度が低い一方、被処理水の量が、多量であるから、上記燃焼方式、および、上記高圧の超臨界方式の技術では、経済的な理由から、有機フッ素化合物の処理を行うことが不可能である。また、上記燃焼方式、および、上記高圧の超臨界方式は、建設費やランニングコストの面からも費用が高く、有機フッ素化合物の処理に適さない。
【００２１】
そこで、本発明の課題は、有機フッ素化合物濃度が低くて、被処理水の量が多量であっても、低コストで、有機フッ素化合物の分解除去ができる水処理装置および有機フッ素化合物含有水の水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するため、この発明の水処理装置は、
第１ナノバブル発生機と、
第２ナノバブル発生機と、
上記第１のナノバブル発生機からのナノバブルが吐出され、かつ、そのナノバブルによって、有機フッ素化合物を含む有機フッ素化合物含有水中の上記有機フッ素化合物を分解することによって生成された炭素とフッ素の分解物を除去する前段分解部と、
上記前段分解部で処理された第１処理水が導入されると共に、上記第２ナノバブル発生機からのナノバブルが吐出され、かつ、そのナノバブルによって上記第１処理水中の上記有機フッ素化合物を分解することによって生成された炭素とフッ素の分解物を除去する後段分解部と
を備えることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、有機フッ素化合物含有水に２段階でナノバブルバブルを吐出させて混合し、ナノバブルが有するラジカルによる酸化力を利用して、上記有機フッ素化合物の炭素とフッ素の結合を分解し、低分子した炭素とフッ素の分解物を２段階でガス化して換気除去することができる。すなわち、強固な炭素とフッ素の結合を第１段階で分解し、残存している低分子化した炭素とフッ素の分解物を、さらに第２段階での液相でガス化して除去することができる。
【００２４】
尚、ラジカル（別名、フリーラジカル）とは、不対電子をもつ原子や分子、あるいは、イオンのことである。ラジカルは、通常反応性が高いために、生成するとすぐに他の原子や分子との間で酸化還元反応を起こし安定な分子やイオンとなる。このことから、ラジカルは、強い酸化力があり、強固な炭素とフッ素の結合を分解し、炭素とフッ素の化合物を低分子化し、更に、ガス化することができる。ナノバブル発生機によるナノバブルは、ラジカルすなわち酸化力が、マイクロバブルや、マイクロナノバブルと比較して、格段に強力である。
【００２５】
尚、本発明者は、ガス化した分解物の成分を、高度分析（GC-MS）により確認した。詳しくは、分解の結果生成したガス化を、高度測定装置にて捕集し、成分を確認した。ガス化した分解物としては、例えば、CF３(CF２)nH （ここで、n=３,４,５,６）（PFCガスの１種＝パーフルオロカーボンと呼ばれる気体＝温室効果ガス）があり、また、CF３(CF２)ｍCOOCH３（ここで、ｍ＝５,６）があった。
【００２６】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々は、直列に接続された３つの気液混合気体せん断部を有する。
【００２７】
上記実施形態によれば、各ナノバブル発生機が３つの気液混合気体せん断部を有しているから、ナノバブルを大量に発生させることができる。
【００２８】
また、一実施形態では、
上記前段分解部および上記後段分解部の夫々は、上部と、その上部よりも鉛直方向下方に位置する下部とからなり、
上記第１ナノバブル発生機からのナノバブルは、上記前段分解部の上記下部に吐出されると共に、上記第２ナノバブル発生機からのナノバブルは、上記後段分解部の上記下部に吐出され、
上記前段分解部の上部は、上記前段分解部の上記下部で有機フッ素化合物が分解されることによって発生する上記分解物のガスを吸着処理する吸着処理部を有し、
上記後段分解部の上部は、上記後段分解部の上記下部で有機フッ素化合物が分解されることによって発生する上記分解物のガスを吸着処理する吸着処理部を有する。
【００２９】
上記実施形態によれば、前段分解部において、下部でナノバブルにより有機フッ素化合物を分解することによって発生するガスを、上部で吸着処理することができ、かつ、後段分解部において、下部でナノバブルにより有機フッ素化合物を分解することによって発生するガスを、上部で吸着処理することができる。
【００３０】
また、一実施形態では、
上記前段分解部の上記上部に空気を供給する前段上部空気供給部と、
上記前段分解部の上記下部に存在する液体を曝気する前段下部曝気部と、
上記後段分解部の上記下部に存在する液体を曝気する後段下部曝気部と
を備える。
【００３１】
尚、空気供給部としては、例えば、ファンや、ブロワーがある。
【００３２】
上記実施形態によれば、前段分解部上部に、前段上部空気供給部によって、新鮮な空気を供給でき、その結果、前段分解部の水面近くの蒸気圧が飽和した状態でなくなり、有機フッ素化合物の分解を促進できる。また、前段下部曝気部および後段下部曝気部で、液中を曝気することによって、液中に発生した分解物のガスを効率的に除去することができる。
【００３３】
また、一実施形態では、
上記前段分解部の上記吸着処理部は、活性炭収容部と、この活性炭収容部に収容された活性炭とを有し、
上記後段分解部の上記吸着処理部は、活性炭を含む水を散水する散水部を有する。
【００３４】
上記実施形態によれば、液中の有機物を、上記活性炭によって吸着処理することができる。また、分解物の濃度が低い、後段分解部において、液中に流動する活性炭を用いているから、後段分解部において、効率的に、分解物を吸着処理することができる。
【００３５】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々は、
気液混合循環ポンプと、
気体の通過を制御する電動ニードルバルブを有する第１気体せん断部と、
第２気体せん断部と、
第３気体せん断部と
を有する。
【００３６】
上記実施形態によれば、第1気体せん断部でマイクロバブルを生成でき、第２気体せん断部で一部ナノバブルを生成でき、最終的に、第３気体せん断部でナノバブルを多量に生成することができる。
【００３７】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記電動ニードルバルブを通過する空気の量は、１.２リットル／分以下である。
【００３８】
上記実施形態によれば、ナノバブルを大量に発生させることができる。空気の量が、必要以上に多いと、ナノバブルが発生しにくくなるのである。
【００３９】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部は、楕円形状もしくは真円形状であり、上記各第１気体せん断部の内面は、２以上の溝を有する。
【００４０】
上記実施形態によれば、上記各第１気体せん断部の内面が、２以上の溝を有しているから、マイクロバブル発生部での流体の旋回乱流を制御することができる。そして、空気のせん断を安定的に行うことができて、マイクロバブルを大量に発生させることができる。
【００４１】
また、一実施形態では、
上記溝の深さが、０.３ｍｍ〜０.６ｍｍであり、上記溝の溝幅が０.８ｍｍ以内である。
【００４２】
上記実施形態によれば、マイクロバブル発生部での流体の旋回乱流を、更に精密に制御することができる。
【００４３】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプにおいて、その気液混合循環ポンプの吐出配管の断面は、上記気液混合循環ポンプの吸い込み配管の断面よりも小さい。
【００４４】
上記実施形態によれば、空気のせん断を安定的に行うことができて、効率よくナノバブルを発生させることができる。
【００４５】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプは、その気液混合循環ポンプの出力が最大値に達した後に、気体の取り込みを行う。
【００４６】
最初から空気を気液混合循環ポンプに導入するとキャビテーションの原因となって、ポンプが損傷する可能性がある。ここで、キャビテーションとは、高速で流れる液体(水など)の中の圧力の低い部分が気化して、非常に短い時間に蒸気のポケットが生まれ、また非常に短時間でつぶれて消滅する現象のことをいう。
【００４７】
上記実施形態によれば、気液混合循環ポンプが、その気液混合循環ポンプの出力が最大値に達した後に、気体の取り込みを行うようになっているから、気液混合循環ポンプにおいて、キャビテーションが起こることがなくて、ポンプが損傷することがない。
【００４８】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記気液混合循環ポンプは、その気液混合循環ポンプが稼働してから６０秒経過後に、気体の取り込みを行う。
【００４９】
上記実施形態によれば、気液混合循環ポンプの出力が最大に達した後に、気体の取り込みを行うことができる。気液混合循環ポンプの出力が最大に達するのに、６０秒かからないからである。
【００５０】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部において、マイクロバブル発生部側面に対する気体流入管の入射角は、略１８°である。
【００５１】
上記実施形態によれば、ナノバブル発生機において、空気のせん断を安定的に行うことができて、マイクロナノバブルを大量に発生させることができる。
【００５２】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機および上記第２ナノバブル発生機の夫々の上記第１気体せん断部の厚みが、６ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。
【００５３】
上記実施形態によれば、運動エネルギーの損失を抑制できて、マイクロバブルを安定的かつ効率的に発生させることができる。
【００５４】
また、一実施形態では、
上記後段分解部の上記上部は、活性炭を含む水を充填する活性炭充填部を有する一方、上記後段分解部の上記下部は、曝気を行う後段下部曝気部を有する。
【００５５】
上記実施形態によれば、前段分解部の上部の活性炭で、分解によって生成された分解物を吸着処理でき、また、上記後段分解部の上記下部の曝気で、後段分解部内の液体を活性化することができる。また、上記実施形態によれば、上記後段分解部の上記下部の曝気で、活性炭を流動状態にすることができて、被処理水中の微量有機フッ素化合物と活性炭との接触を多くすることができる。
【００５６】
また、一実施形態では、
上記後段分解部の上記下部は、その下部の底面が略水平方向に広がっている状態で、水平面に対して３０°以上の勾配を有する斜面を有する。
【００５７】
上記実施形態によれば、傾斜壁の設置により、活性炭全量を効果的に流動状態とすることができる。そして、活性炭と被処理水との接触効率を大きくすることができる。
【００５８】
また、一実施形態では、
上記後段下部曝気部は、
ブロワーと、
このブロワーに連結されると共に、上記後段分解部の上記下部に連通している空気撹拌用散気管と
を有し
上記活性炭充填部は、上記空気拡散用散気管の鉛直方向上方に位置する活性炭吸入管を有し、
上記後段分解部の上記上部は、活性炭を含む水を散水する散水部を有し、
上記活性炭吸入管で吸入された液体は、活性炭散水ポンプによって上記散水部に送られる。
【００５９】
上記実施形態によれば、後段分解部内を流動している活性炭を、活性炭散水ポンプと連結した活性炭吸込配管で吸込み、第２吸着箱の上部から活性炭を散水できると同時に、第２吸着箱の分解物ガスを散水している活性炭で吸着処理することができる。
【００６０】
尚、本発明において、分解物を２段階で換気除去する場合、例えば、第１段階で、ファンの換気による除去を行い、第２段階でブロワーより吐出する空気による除去を行う。通常、ブロワーは、水槽内の空気撹拌に利用され、当業者においては、ブロワーを、水槽内の分解物のガスの除去に利用するという思想は、存在していない。本発明者は、流動する活性炭を使用すれば、ブロワーから吐出する空気を用いて、効率よく、分解物を除去することができることを発見したのである。
【００６１】
また、一実施形態では、
上記後段分解部の上記下部に、全有機炭素計を設置し、
上記全有機炭素計が計測した上記後段分解部の上記下部の前有機炭素濃度に基づいて、上記ブロワーの電動機と上記活性炭散水ポンプの電動機の回転速度を制御する。
【００６２】
上記実施形態によれば、上記後段分解部の上記下部に、全有機炭素計を設置しているから、上記後段分解部の上記下部において、全有機炭素量が高い場合に、水質が悪化していることを判断でき、この場合に、活性炭散水ポンプとブロワー両方の電動機において、回転数を増加させることにより、活性炭をより離散的な流動状態とすることができる。したがって、全有機炭素量濃度を低減できて、分解ガスの除去率を向上させることができる。尚、全有機炭素量濃度が低い場合において、分解ガスの除去率が高くなることを言うまでもない。
【００６３】
また、一実施形態では、
上記後段分解部の上記下部に、化学的酸素要求量計を設置し、
上記化学的酸素要求量計が計測した化学的酸素要求量に基づいて、上記ブロワーの電動機と上記活性炭散水ポンプの電動機の回転速度を制御する。
【００６４】
上記実施形態によれば、上記後段分解部の上記下部に、化学的酸素要求量計を設置しているから、上記後段分解部の上記下部において、化学的酸素要求量が高い場合に、水質が悪化していることを判断でき、この場合に、活性炭散水ポンプとブロワー両方の電動機において、回転数を増加させることにより、活性炭をより離散的な流動状態とすることができる。したがって、化学的酸素要求量濃度を低減できて、分解ガスの除去率を向上させることができる。尚、化学的酸素要求量濃度が低い場合において、分解ガスの除去率が高くなることを言うまでもない。
【００６５】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンガスである一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、空気である。
【００６６】
上記実施形態によれば、オゾンガスのナノバブルを生成できる。ここで、オゾンナノバブルは、強力な酸化作用を有するから、有機フッ素化合物を強力に酸化分解することができる。
【００６７】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、酸素である一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、空気である。
【００６８】
上記実施形態によれば、酸素ガスのナノバブルを生成できる。ここで、酸素ナノバブルは、空気からなるナノバブルよりも酸化力が強いので、有機フッ素化合物を強力に酸化分解することができる。
【００６９】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンであり、また、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンである。
【００７０】
上記実施形態によれば、酸化作用が強力なオゾンナノバブルを、２段階で使用しているから、有機フッ素化合物を強力に酸化分解することができる。
【００７１】
また、一実施形態では、
上記第１ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体が、オゾンである一方、上記第２ナノバブル発生機の上記電動ニードルバルブより導入される気体は、酸素である。
【００７２】
上記実施形態によれば、第１段階で、オゾンナノバブルの強力な酸化作用により、また、第２段階で、酸素ナノバブルにより、効率的に有機フッ素化合物を強力に酸化分解することができる。尚、第１段階でのナノバブルを、オゾンナノバブルとしているのは、有機フッ素化合物の濃度が、第２段階よりも第１段階の方が高濃度だからである。
【００７３】
また、一実施形態では、
上記前段分解部の上記活性炭収容部に収容された上記活性炭はゼオライトであり、かつ、上記後段分解部の散水ノズルからの散水中に存在する活性炭がゼオライトである。
【００７４】
上記実施形態によれば、ゼオライトに、有機物を効率的に吸着できて、被処理水の浄化を効率的に行うことができる。
【００７５】
また、本発明の有機フッ素化合物含有水の水処理方法は、
有機フッ素化合物を含有する有機フッ素化合物含有水に、ナノバブルを吐出して混合して、ナノバブルが有するラジカルによる酸化力で、上記有機フッ素化合物において、炭素とフッ素との結合を分解して、上記有機フッ素化合物の分子量よりも小さい分子量の炭素とフッ素の分解物を生成し、
上記炭素とフッ素の分解物をガス化して除去することを特徴としている。
【００７６】
本発明によれば、有機フッ素化合物を効率的に分解除去することができる。
【００７７】
また、一実施形態では、
上記有機フッ素化合物含有水は、パーフルオロオクタンスルホン酸と、パーフルオロオクタン酸とのうちの少なくとも一方を含んでいる。
【００７８】
上記実施形態によれば、有害な、パーフルオロオクタンスルホン酸と、パーフルオロオクタン酸とのうちの少なくとも一方を、分解除去できる。
【００７９】
尚、難分解性有機フッ素化合物の代表が、ＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）やＰＦＯＡ（パーフルオロオクタン酸）である。
【００８０】
国際的条約であるストックホルム条約で、ＰＦＯＳ（パーフルオロオクタンスルホン酸）の使用を全面的に禁止するか、制限付で認めるか議論されている。そして、ジュネーブ２００９年５月での国際会議で結論がでる予定である。
【００８１】
その様な状況の中、無害化技術を実現できる本発明を、２００８年１０月の国際会議で報告すれば、環境に影響することなく、ＰＦＯＳの管理が充分できる条件で、国際的にも、国内法においても、制限付でＰＦＯＳの使用が認められる可能性がある。このため、本発明は、非常に重要な意義を有している。
【００８２】
また、一実施形態では、
ナノバブルで有機フッ素化合物含有水中の有機フッ素化合物を分解することによって生成した分解物を、固定された活性炭で吸着処理し、
その後、ナノバブルで有機フッ素化合物が分解されて、分解物が上記固定された活性炭で吸着処理された後の第１処理水中の有機フッ素化合物を、ナノバブルで分解して、その分解によって生成した分解物を、上記第１処理水に流動させた活性炭で吸着処理する。
【００８３】
上記実施形態によれば、分解物の濃度が高い第１段階で固定された活性炭を用いる一方、分解物の濃度が低い第２段階で流動する活性炭を用いているから、有機フッ素化合物を効率良く分解除去できる。
【００８４】
また、一実施形態では、
上記有機フッ素化合物含有水中に、活性炭を添加し、その活性炭を、曝気撹拌によって流動状態とする。
【００８５】
上記実施形態によれば、有機フッ素化合物含有水中に、活性炭が、曝気撹拌によって流動しているから、被処理水中の微量有機フッ素化合物と活性炭との接触の頻度を多くすることができる。したがって、活性炭に、分解物のガスを、効率良く吸着させることができて、除去することができる。
【００８６】
また、一実施形態では、
有機フッ素化合物含有水中の有機フッ素化合物を、ナノバブルで、上記分解物に分解すると共に、その分解物を、ファンによって、ガス化して除去する第１処理を行い、
上記第１処理後を行った後の有機フッ素化合物含有水内の上記有機フッ素化合物を、ナノバブルで、上記分解物に分解すると共に、その分解物を、ブロワーから吐出する空気を用いて除去する。
【００８７】
上記実施形態によれば、分解物を、効率よく、除去することができる。
【発明の効果】
【００８８】
本発明の水処理装置および有機フッ素化合物含有水の水処理方法によれば、有機フッ素化合物を効率的に分解して除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００９０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の水処理装置の模式図である。
【００９１】
この水処理装置は、原水槽２、前段分解部としての前段分解吸着部８３、および、後段分解部としての後段分解吸着部８４を備える。
【００９２】
上記原水槽２には、流入配管１を通った有機フッ素化合物含有水が流入するようになっている。ここで、上記有機フッ素化合物含有水の例としては、各工場より排水される有機フッ素化合物含有排水や、有機フッ素化合物を微量含有している一般河川水や一般湖水等がある。
【００９３】
上記原水槽２には、原水ポンプ３が設置されている。上記原水ポンプ３は、有機フッ素化合物含有水を、前段分解吸着部８３の第１分解部水槽６３に移送している。
【００９４】
上記前段分解吸着部８３は、上部としての分解物ガス吸着部２１と、下部としての第１分解部水槽６３とを有する。一方、上記後段分解吸着部８４は、上部としての第２吸着箱５８と、下部としての第２分解部水槽７５とを有する。上記第１分解部水槽６３と、第２分解部水槽７５とは、出口水配管３６で連通し、第１分解部水槽６３から第２分解部水槽７５に、前段分解吸着部８３で処理された第１処理水が流れ込むようになっている。
【００９５】
上記原水ポンプ３を運転することによって、被処理水が、第１分解部水槽６３内に移送導入される。また、上記原水ポンプ３の水流１５と、第１ナノバブル発生機６１の第３気体せん断部１２から吐出するナノバブル流１３によって、第１分解部水槽６３内が攪拌されるようになっている。
【００９６】
上記前段分解部吸着部８３の上部である分解物ガス吸着部２１は、前段上部空気供給部としてのファン１７と、第１吸着箱６４を有し、第１吸着箱６４は、排気煙突３５、上部取出口２４、中間部取出口２３、および、下部取出口２２を有する。上記前段分解吸着部８３の下部である第１分解部水槽６３の外部には、第１ナノバブル発生機６１が設置されている。上記第１ナノバブル発生機６１と、第１分解部水槽６３とは、水配管９を介して連通し、ナノバブルが、水配管９を介して第１分解部水槽６３に導入されるようになっている。上記第１分解部水槽６３に導入された有機フッ素化合物含有水中のＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等は、ナノバブル発生機６１より吐出するナノバブルによって、酸化分解されるようになっている。
【００９７】
ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等は化学的に安定な物質であると考えられている。もっと一般的には、炭素とフッ素とを有する構造がある化合物は、従来の方法では、分解できないと考えられている。しかし、本発明者は、これらの安定な物質であっても、ナノバブルを用いて、時間をかければ、ナノバブルが生成するラジカルによる酸化作用によって、分解することができることを発見した。尚、ラジカルは、通常反応性が高いために、生成するとすぐに他の原子や分子との間で酸化反応を起こし、安定な分子やイオンになる性質を有する。
【００９８】
次に、上記第１ナノバブル発生機６１のメカニズムを詳細に説明する。上記第１ナノバブル発生機６１は、気液混合循環ポンプ５と、第１気体せん断部６と、第２気体せん断部８と、第３気体せん断部１２と、電動ニードルバルブ１１と、それらを連結する配管から構成されている。
【００９９】
ナノバブルは、大きくは、第１段階と、第２段階とを経て、製造される。
【０１００】
第１段階においては、第１気体せん断部６において、流体力学的に圧力を制御し、負圧形成部分から気体を吸入し、その吸入した気体および水を、高速流体運動させて、負圧部を形成し、マイクロバブルを発生させる。より解かりやすく簡単に説明すると、水と空気を効果的に自給混合溶解し、圧送することにより、マイクロバブル白濁水を生成する。
【０１０１】
次に、第２段階においては、第２気体せん断部８と第３気体せん断部１２において、空気および水を、高速流体運動させて、負圧部を形成し、有用物質含有マイクロバブルを発生させる。第１段階において生成したマイクロバブル白濁水を、第２気体せん断部８と第３気体せん断部１２に、水配管を通じて導入し、流体運動としてせん断することによって、マイクロバブルからナノバブルを発生させる。
【０１０２】
以下、より詳しく、第１段階および第２段階について説明する。
【０１０３】
（第１段階）
第１ナノバブル発生機６１に使用している気液混合循環ポンプ５は、揚程４０ｍ以上（すなわち、４ｋｇ/ｃｍ２の高圧）の高揚程のポンプである。すなわち、第１気体せん断部６を有する気液混合循環ポンプ５は、高揚程のポンプであり、かつ、トルクが安定している２ポール（ポンプには、２ポールと４ポールがあり、２ポールのポンプが、トルクが安定しています。）型のポンプである。
【０１０４】
また、上記気液混合循環ポンプ５は、圧力の制御が必要である。この圧力の制御は、例えば、上記高揚程のポンプの回転数を回転数制御器（一般的にはインバーターと呼ばれています。）で制御することで行われる。ポンプの回転速度の制御によって、目的にあった圧力を生成することで、バブルサイズが纏まったマイクロバブルを製造することができる。
【０１０５】
次に、上記第１気体せん断部６を有する気液混合循環ポンプ５のマイクロバブル発生のメカニズムについて説明する。上記第１気体せん断部６において、マイクロバブルを発生させるために、液体および気体の混相旋回流を発生させ、第１気体せん断部６の中心部に高速旋回させる気体空洞部を形成する。次に、この空洞部を圧力で竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。この空洞部に気体としての空気（オゾン、炭酸ガス、窒素ガス、酸素ガス、の場合もあるが、本発明では、単に空気としたが、目的によって、他の気体を選定しても良い。）を、マイナス圧（負圧）を利用して、自動的に供給する。さらに、切断粉砕しながら混相流を回転する。この切断・粉砕は、装置出口付近における内外の気液二相流体の旋回速度差により起きる。この旋回の回転速度は、５００〜６００回転／秒である。
【０１０６】
すなわち、上記第１気体せん断部６において、流体力学的に圧力を制御することで、負圧形成部分から気体を吸入し、高揚程ポンプで高速流体運動させて、負圧部を形成し、有用物質含有マイクロバブルを発生させる。より解かりやすく簡単に説明すると、第１段階では、高揚程ポンプで水と空気を効果的に自給混合溶解し、圧送することにより、マイクロバブル白濁水を製造する。
【０１０７】
尚、気液混合循環ポンプ５の運転は、シーケンサー（表示せず）の信号により制御する。上記第１気体せん断部６の内部形状は、一般的には、楕円形であり、更に好ましくは、真円形であり、この場合、せん断の効果を、最大にできる。更には、内部は、内部摩擦を小さくする為に鏡面仕上げされている。また、上記第１気体せん断部６の内部に、流体の旋回乱流を制御するために、溝深さ０.３ｍｍ〜０.６ｍｍ、溝幅０.８ｍｍ以内の溝を設けている。
【０１０８】
（第２段階）
上記第１気体せん断部６を有する気液混合循環ポンプ５で、発生させたマイクロバブルを、第２気体せん断部８に水配管を通じて圧送するが、第２気体せん断部８と、第３気体せん断部１２においては、第１段階後、さらに、配管サイズを細くする。このようにして、流体を、高速流体運動させて、流体の流れを、竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このようにして、マイクロバブルからナノバブルを発生させると同時に、超高温の極限反応場を生成する。
【０１０９】
上記第２気体せん断部８と、第３気体せん断部１２を設置している理由は、ナノバブル量をより多く発生させるためであり、気体せん断部を３段階で構成する方が、気体せん断部を１段階で構成する場合よりも、ナノバブルを、多量に発生させることができるからである。
【０１１０】
すなわち、超高温の極限反応場が形成されると、局部的に高温高圧状態となり、不安定なフリーラジカル（別名ラジカル）ができ、それと同時に熱が発生する。上記第２気体せん断部８および第３気体せん断部１２の夫々は、一般的には、ステンレス製であり、その形状は、楕円形、好ましくは、真円形である。また、上記第２気体せん断部８と第２気体せん断部１２には、小孔が開いており、その吐出口径は、４ｍｍ〜９ｍｍが最適である。
【０１１１】
次に、第１段階での「高速流体運動」について説明する。
【０１１２】
上記第１気体せん断部６において、マイクロバブルを発生させるために、「高速流体運動」を行う。
【０１１３】
詳しくは、先ず、ポンプのインペラと呼ばれている羽を超高速で回転させる。このようにして、液体および気体の混相旋回流を発生させて、第１気体せん断部６の中心部に高速旋回させる気体空洞部を形成する。
【０１１４】
次に、この空洞部を圧力で竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を生成する。この空洞部に気体としての空気（オゾン、炭酸ガス、窒素ガス、酸素ガスの場合もある。）を供給し、さらに、上記回転せん断流に、気体としての空気を供給した混相流を、切断粉砕しながら回転する。この切断・粉砕は、装置出口付近における内外の気液二相流体の旋回速度差により起きる。上記回転速度は、５００〜６００回転／秒である。
【０１１５】
尚、上記第１気体せん断部６を構成する金属の厚みが薄いと、気液混合循環ポンプ５が運転されることにより、振動が発生して、この振動が伝播により外部に伝達する。すなわち、流体運動エネルギーの一部が、振動のエネルギーになって失われ、そのことが、必要な高速流動運動、すなわち、高速旋回のエネルギーとせん断エネルギーを低下させる。上記第１気体せん断部６を構成する金属の厚みを、６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲に収めると、この現象を効果的に抑制できる。
【０１１６】
次に、「流体運動としてせん断すること」について説明する。
【０１１７】
上記第１気体せん断部６を有する気液混合循環ポンプ５で、発生させたマイクロバブルを、第２気体せん断部８と第３気体せん断部１２に水配管を通じて圧送する。このとき、上記第２気体せん断部８と第３気体せん断部１２においては、第１段階後さらに、配管サイズを細くして、流体の流れを、高速に、かつ、竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。
【０１１８】
次に、「負圧形成部分」について、説明する。「負圧形成部分」とは、装置出口付近における内外の気液二相流体の旋回速度差により発生する。上述のように、この旋回の回転速度は、５００〜６００回転／秒である。
【０１１９】
次に「負圧部」について説明する。
【０１２０】
「負圧部」とは、気体・液体混合物中で、周りと比較して圧力が小さな領域をさす。
【０１２１】
以上が、第１ナノバブル発生機６１のメカニズムである。
【０１２２】
尚、第１ナノバブル発生機６１を基本的に構成している気液混合循環ポンプ５、第１気体せん断部６、第２気体せん断部８、および、第３気体せん断部１２のセットは、市販されているものならば、如何なるメーカーのものも使用できる。例えば、株式会社：協和機設の商品（具体的商品名：バビダスHYK型）を使用することができる。
【０１２３】
ここで３種類のバブルについて説明する。
【０１２４】
先ず、通常のバブル（気泡）とは、水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅するバブルを指す。
【０１２５】
これに対し、マイクロバブルは、直径が、５０ミクロン（μｍ）以下の微細気泡で、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまうバブルを指す。
【０１２６】
一方、ナノバブルは、マイクロバブルよりさらに小さいバブル（直径が１ミクロン以下の１００〜２００ｎｍ）でいつまでも水の中に存在することが可能なバブルである。
【０１２７】
また、マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルである。
【０１２８】
上記第１ナノバブル発生機６１は、第１分解部水槽６３内にナノバブルを吐出させて、ナノバブル流１３を形成する。そして、形成されたナノバブル流１３と、原水ポンプ３からの吐出水である水流１５とが合流して、大きな水流となって、この水流で、第１分解部水槽６３内の被処理水を撹拌する。
【０１２９】
そして、上記第１分解部水槽６３内の被処理水が撹拌されることにより、被処理水中の有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等）がナノバブルのラジカルの酸化作用により、分解されて低分子の有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）になる。また、低分子の有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）は、ガス化して第１分解部水槽６３の水面近くまで上昇する。
【０１３０】
本発明者は、次に示す現象を発見した。
【０１３１】
すなわち、上記第１分解部水槽６３の水面近くの気相の状態が、飽和蒸気（気液両相が共存する状態や飽和蒸気が存在する状態）状態であれば、被処理水中の有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等）は、ナノバブルが存在していても、分解されて低分子の有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）に変化しにくい。すなわち、分解物ガス３８が発生しにくい状態となる。
【０１３２】
逆に言えば、上記第１分解部水槽６３の水面近くの気相の状態が、飽和蒸気（気液両相が共存する状態）状態でなければ、分解物ガス３８は、よく発生して、被処理水中の有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等）は、ナノバブルが存在する状態で、酸化分解されて低分子の有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）に変化する。
【０１３３】
第１実施形態では、図１に示すように、ファン１７により、吸込み口１６より、絶えず新鮮な空気を、第１吸着箱６４の下部に導入しているから、第１分解部水槽６３の水面近くの気相の状態が、飽和蒸気（気液両相が共存する状態）状態になることを回避できる。
【０１３４】
したがって、効果的に、被処理水中の有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等）を分解でき、かつ、分解の結果生成したCF３(CF２)３H等多数の低分子有機フッ素化合物を、連続的にガス化して、分解物ガス３８とでき、第１吸着箱６４に充填されている下部活性炭３２、中間部活性炭３３、上部活性炭３４に吸着させることができる。
【０１３５】
被処理水中の有機フッ素化合物（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等）は、前段下部曝気部および後段下部曝気部としてのブロワー７１からの吐出空気が空気配管７０を通過して、散気管８５から吐出して、気泡８６を形成して、曝気状態にある時も、ファン１７の運転時と同様に酸化分解されて低分子の有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）に変化する。上記ブロワー７１から吐出する空気による換気除去も、ファン１７による換気除去と同様の効果を発揮するのである。そして、両方による換気除去によって、ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等有機フッ素化合物の分解を格段に促進するようになっている。
【０１３６】
尚、下部活性炭３２、中間部活性炭３３、上部活性炭３４は、それぞれの活性炭収容部である下部活性炭収容容器２９、中間部活性炭収容容器３０、上部活性炭収容容器３１に収容されている。上記下部活性炭３２、中間部活性炭３３、上部活性炭３４としては、例えば、クラレケミカル株式会社の粒状活性炭商品名クラレコール（気相用）を使用することができる。上記下部活性炭３２、中間部活性炭３３、上部活性炭３４、下部活性炭収容容器２９、中間部活性炭収容容器３０、および、上部活性炭収容容器３１は、吸着処理部を構成している。
【０１３７】
上記下部活性炭３２、中間部活性炭３３、上部活性炭３４における活性炭の代替として、各種吸着物質が考えられるが、有機フッ素化合物の種類や、濃度によっては、ゼオライトでも、適合する場合がある。
【０１３８】
上記下部活性炭収容容器２９、中間部活性炭収容容器３０、上部活性炭収容容器３１の夫々は、それぞれの固定穴あき台である下部固定穴あき台２６、中間部固定穴あき台２７、上部固定穴あき台２８に設置されている。上記活性炭収容容器２９,３０,３１と、固定穴あき台２６,２７,２８とは、発生したガスが、活性炭と効率よく接触する様に、多数の小さな穴を有している。
【０１３９】
破過状態すなわち寿命が来た活性炭は、収容容器のまま、それぞれの取出口である下部取出口２２、中間部取出口２３、上部取出口２４から取り出されて、新品の活性炭と取り替えられるようになっている。
【０１４０】
上記下部取出口２２、中間部取出口２３、上部取出口２４は、すべてフランジ状態であるから、ボルトを緩めて蓋をはずし、活性炭収容容器を容易に取り出すことができる。そして、使用済の活性炭は、セメント工場に持ち込まれて、燃料汚泥として、有効利用される。
【０１４１】
尚、前段分解部吸着部８３は、下部が、正確には、規模の大きい第１分解部水槽６３と、規模の小さい水槽３７とから構成されている。上記水槽３７は、単に、第２ナノバブル発生機７３の吸込み配管４４が設置されている被処理水の貯留槽の役目をしている。
【０１４２】
上記水槽３７を出た被処理水は、後段分解吸着部８４の下部である第２分解部水槽７５に導入される。尚、後段分解吸着部８４は、上部の第２排気煙突５９を有する第２吸着箱５８と下部である第２分解部水槽７５から構成されている。上記第２分解部水槽７５の外部には、ブロワー７１が設置され、ブロワー７１からの空気を、空気配管７０と散気管６９を介して吐出させることにより、第２分解部水槽７５内に充填された活性炭６７を流動させるようになっている。上記活性炭６７としては、例えば、クラレケミカル株式会社の粒状活性炭商品名クラレコール（液相用）を採用することができる。
【０１４３】
上記活性炭６７は、比重が１よりも大きいので、弱い曝気では第２分解部水槽底部６８に沈降してしまうので、活性炭６７が沈降しないレベルの曝気空気が必要不可欠である。
【０１４４】
上記活性炭６７が沈降しないレベルの曝気空気は、水槽容量あたり、５０ｍ３/時間/ｍ３以上の空気量となる。そして、この空気量は、上記活性炭６７が沈降しないで流動すると同時に、水中の微量有機フッ素化合物の分解物ガス（ＰＦＣガス＝パーフルオロカーボンガス）を確実に、水面まで移動させて、かつ、大量の空気で換気除去することができる。
【０１４５】
上記散気管６９の上部には、活性炭吸込み管４３が設置されている。散水ポンプ４１が運転されることによって、散気管６９の曝気空気で流動した状態の活性炭６７が、活性炭吸込配管４３から吸込まれて、水配管５５を通過して、被処理水と活性炭６７の混合物が、散水部としての散水ノズル５６から散水されるようになっている。上記散水ノズル５６および散水ノズル５６から散水される被処理水と活性炭６７の混合物とは、吸着処理部を構成している。
【０１４６】
上記活性炭６７が第２吸着箱５８の上部散水ノズル５６から散水されることによって、微量有機フッ素化合物としての微量ＰＦＯＳやＰＦＯＡの分解物である低分子有機フッ素化合物（CF３(CF２)３H等多数）を吸着処理するようになっている。
【０１４７】
尚、上記第２分解部水槽７５が、傾斜壁６６を有しているのは、活性炭６７を、曝気空気が吐出する散気管６９の近くに自然に沈降させて、集めるためである。このようにすることで、活性炭６７を曝気空気で効率的に流動させることができる。また、上記第２ナノバブル発生機７３の構成は、第１ナノバブル発生機６１と全く同様であり、ナノバブル発生のメカニズムも全く同様である。
【０１４８】
すなわち、第２ナノバブル発生機７３を基本的に構成している気液混合循環ポンプ４５、第１気体せん断部４６、第２気体せん断部４８と第３気体せん断部５２のセットは、市販されているものならば、如何なるメーカーのものであっても良いが、本実施形態では、具体的には、株式会社：協和機設の商品（具体的商品名：バビダスHYK型）を第１ナノバブル発生機６１と同様に採用している。
【０１４９】
この実施形態の装置では、被処理水は、処理水７４となって系外に排出されるようになっている。一方、ガスとしての排気も、第２処理ガス６０となって、系外に排出されるようになっている。尚、第２分解部水槽７５内を流動する活性炭６７としては、例えば、クラレケミカル株式会社の球状活性炭商品名クラレコールを採用することができる。
【０１５０】
上記第１実施形態の水処理装置によれば、有機フッ素化合物を、ナノバブルの酸化力を利用して分解しているから、炭素数が少なくなった分解物を、ガス化することができる。
【０１５１】
また、上記第１実施形態の水処理装置によれば、分解物としてのガスを液相内及び液相（水面）表面から常時除去しているから、有機フッ素化合物を、有機フッ素化合物をナノバブルの酸化力を利用して、効率的に分解することができる。
【０１５２】
また、上記第１実施形態の水処理装置によれば、分解物を吸着する活性炭を、分解物の濃度が高い第１段階では、固定状態の活性炭で吸着処理する一方、分解物の濃度が低い第２段階では、散水状態の活性炭で吸着処理しているから、有機フッ素化合物の除去効果を格段に向上させることができる。本発明者は、特に、上記第２段階において、活性炭を流動状態にすることによって、活性炭の触媒作用を格段に向上させることができて、除去すべき物質の濃度が低くても、その除去すべき物質を効率的に吸着除去できることを発見したのである。
【０１５３】
また、上記第１実施形態の水処理装置によれば、第１分解部水槽６３と、第１分解部水槽６３からの液体を導入する第２分解部水槽７５とを有し、両方の水槽にナノバブル発生機を設置し、かつ、第２分解部水槽７５には、活性炭を流動させているから、有機フッ素化合物の処理効果を格段に向上させることができる。
【０１５４】
また、上記第１実施形態の水処理装置によれば、一次処理された微量有機フッ素化合物含有水を処理する後段分解吸着部８４を、上部である第２吸着箱５８と、下部である第２分解部水槽７５とから構成し、更に、下部を、ナノバブルによる分解部として活性炭を流動させる構成にし、また、上部を、分解物としてのガスを活性炭に吸着させるように、活性炭を散水させるようにしたから、有機フッ素化合物の処理効率を格段に向上させることができる。
【０１５５】
また、上記第１実施形態の水処理装置によれば、ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等有機フッ素化合物含有水中のＰＦＯＡ、ＰＦＯＳをナノバブルの酸化力を活用して分解しているから、強固な炭素とフッ素の結合を切断できて、分解物の殆どの炭素数を、４、５、６または７にすることができる。また、分解物としてのガスを２段階の活性炭で吸着処理して、無害化することができる。このことは、分解物のガス成分を活性炭に捕集して、高度分析（GC-MS＝ガスクロマトグラフー質量分析）した調査によって、確認されている。
【０１５６】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の水処理装置の模式図である。
【０１５７】
第２実施形態の水処理装置は、第１ナノバブル発生機１６１に吸い込まれる気体が、オゾンである点が、第１ナノバブル発生機６１に吸い込まれる気体が空気である第１実施形態の水処理装置と異なる。
【０１５８】
第２実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１５９】
第２実施形態では、第１ナノバブル発生機１６１に自動的に吸い込まれる気体が、オゾンガスである一方、第２ナノバブル発生機７３で自動的に吸込まれる気体は、空気である。
【０１６０】
空気よりもオゾンガスの方が、酸化力がある。ここで、第２実施形態では、第１ナノバブル発生機２６１からオゾンナノバブルを吐出させることができるから、被処理水中の対照物である有機フッ素化合物をより効率よく酸化分解することができる。
【０１６１】
第２実施形態の水処理装置は、濃度が高い有機フッ素化合物含有水を浄化するのに優れている。第２実施形態の水処理装置は、濃度が高い有機フッ素化合物含有水を浄化する場合、第１ナノバブル発生機６１で気体としてオゾンガスを用い、高濃度有機フッ素化合物含有水を強力な酸化力で、酸化分解する。そして、残っている微量の有機フッ素化合物含有水を、第２ナノバブル発生機７３に空気を導入して空気ナノバブルで酸化分解する。
【０１６２】
オゾンナノバブルは、オゾンと比較して、オゾンが水中に滞留する持続時間が短時間である一方、１ヶ月以上と長く酸化力を維持することができる。また、オゾンも酸化力があり、また、ナノバブルも発生するラジカルによる酸化力があるので、両方の性質を有するオゾンナノバブルは、相乗効果によって、酸化力が格段に向上して、被処理水中の高濃度有機フッ素化合物などの対象物を酸化分解することができるのである。
【０１６３】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の水処理装置の模式図である。
【０１６４】
第３実施形態の水処理装置は、第１ナノバブル発生機２６１に吸い込まれる気体が、酸素である点が、第１ナノバブル発生機６１に吸い込まれる気体が空気である第１実施形態の水処理装置と異なる。
【０１６５】
第３実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第３実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１６６】
第３実施形態では、第１ナノバブル発生機２６１に自動的に吸い込まれる気体が、酸素である一方、第２ナノバブル発生機７３で自動的に吸込まれる気体は、空気である。
【０１６７】
空気よりも酸素の方が、酸化力がある。ここで、第２実施形態では、第１ナノバブル発生機３６１から酸素ナノバブルを吐出させることができるから、被処理水中の対照物である有機フッ素化合物をより効率よく酸化分解することができる。
【０１６８】
また、酸素は、オゾンと異なって生物に対する有害性が少ない一方、生物を活性化する働きがあるから、有機フッ素化合物を除去後の処理水を、微生物培養や魚介類等を飼育するのに使用する場合に、空気ナノバブルやオゾンナノバブルよりも酸素ナノバブルを使用する方が好ましい。ただし、空気よりも酸素ガスの方が、ランニングコストが上昇する欠点もある。
【０１６９】
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態の水処理装置の模式図である。
【０１７０】
第４実施形態の水処理装置は、第１ナノバブル発生機３６１に吸い込まれる気体が、オゾンであり、かつ、第２ナノバブル発生機３７３に吸い込まれる気体が、オゾンである点が、第１ナノバブル発生機６１で吸い込まれる気体が、空気であり、かつ、第２ナノバブル発生機７３で吸い込まれる気体が、空気である第１実施形態の水処理装置と異なる。
【０１７１】
第４実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第４実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１７２】
第４実施形態では、第１ナノバブル発生機３６１に自動的に吸い込まれる気体がオゾンであり、第２ナノバブル発生機３７３で自動的に吸込まれる気体もオゾンである。
【０１７３】
第４実施形態の水処理装置によれば、酸化作用が強力なオゾンナノバブルを、２段階に発生させることができる。したがって、この２段階に発生させたオゾンナノバブルにより、有機フッ素化合物の分解効率を格段に向上させることができる。
【０１７４】
（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態の水処理装置の模式図である。
【０１７５】
第５実施形態の水処理装置は、第１ナノバブル発生機４６１に吸い込まれる気体が、オゾンであり、かつ、第２ナノバブル発生機４７３に吸い込まれる気体が、酸素である点が、第１ナノバブル発生機６１で吸い込まれる気体が、空気であり、かつ、第２ナノバブル発生機７３で吸い込まれる気体が、空気である第１実施形態の水処理装置と異なる。
【０１７６】
第５実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第５実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１７７】
第５実施形態の水処理装置によれば、空気よりもオゾンガスの方が、酸化力があるので、第１実施形態と比較して、第１ナノバブル発生機４６１から吐出した、第１段階のオゾンナノバブルによって、被処理水中の有機フッ素化合物等対照物を強力に酸化分解することができる。
【０１７８】
オゾンが水中に滞留する持続時間が短時間であるのに対し、オゾンナノバブルは、１ヶ月以上と長く酸化力を維持できる。また、オゾンも酸化力があり、また、ナノバブルも発生するラジカルによる酸化力があるので、オゾンナノバブルは、相乗的に酸化力が増強し、被処理水中の高濃度有機フッ素化合物含有水等対象物を効率的に酸化分解することができる。
【０１７９】
一方、上記第２ナノバブル発生機７３は、酸素ナノバブルを生成するようになっている。第２段階では、空気よりも酸化力のある酸素ナノバブルを製造して、微量の有機フッ素化合物を酸化分解するようになっている。
【０１８０】
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態の水処理装置の模式図である。
【０１８１】
第６実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第６実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１８２】
第６実施形態の水処理装置においては、後段分解吸着部５８４内の第２分解部水槽７５の上部に、ＴＯＣ計５７６（全有機炭素計）が設置されている。また、後段分解吸着部５８４の下部の外部には、ＴＯＣ調節計７８やシーケンサー７９が設置されている。
【０１８３】
第６実施形態の水処置装置によれば、ＴＯＣ計５７６、ＴＯＣ調節計７８、および、シーケンサー７９を有しているから、これらの機器を用いて後段分解吸着部５８４の水質に基づく合理的な運転を行うことできる。
【０１８４】
第６実施形態では、ＴＯＣ計５７６で、後段分解吸着部５８４のＴＯＣ濃度を検査し、ＴＯＣ濃度が予め定められた濃度以上上昇すれば、ＴＯＣ計（全有機炭素計）５７６からＴＯＣ調節計７８に信号が送られ、さらにシーケンサー７９のプログラムによって、ブロワー７１や散水ポンプ４１の電動機の回転数が増加して、散気管６９からの吐出空気量の増加や、散水ノズル５６からの『活性炭と水の混合物７２』が増加して、第２分解部水槽７５のＴＯＣ濃度を下げることができるようになっている。
【０１８５】
（第７実施形態）
第７実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第７実施形態の水処理装置では、第１実施形態の水処理装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の水処理装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１８６】
第７実施形態では、
第７実施形態の水処理装置においては、後段分解吸着部６８４内の第２分解部水槽７５の上部に、ＣＯＤ計８０（化学的酸素要求量計）が設置されている。また、後段分解吸着部６８４の下部の外部には、ＣＯＤ調節計８１やシーケンサー７９が設置されている。
【０１８７】
第７実施形態の水処置装置によれば、ＣＯＤ計８０、ＣＯＤ調節計８１、および、シーケンサー７９を有しているから、これらの機器を用いて後段分解吸着部６８４の水質に基づく合理的な運転を行うことできる。
【０１８８】
第６実施形態では、ＣＯＤ計８０で、後段分解吸着部６８４のＣＯＤ濃度を検査し、ＣＯＤ濃度が予め定められた濃度以上上昇すれば、ＣＯＤ計（全有機炭素計）８０からＣＯＤ調節計８１に信号が送られ、さらにシーケンサー７９のプログラムによって、ブロワー７１や散水ポンプ４１の電動機の回転数が増加して、散気管６９からの吐出空気量の増加や、散水ノズル５６からの『活性炭と水の混合物７２』が増加して、第２分解部水槽７５のＣＯＤ濃度を下げることができるようになっている。
【０１８９】
（試験結果）
以下、本発明の水処理装置の性能を、例として、第１実施形態の水処理装置を用いた試験結果により示す。
【０１９０】
（実験結果）
本発明者は、第１実施形態の水処理装置を製造した。ここで、原水槽２の容量を、０.３ｍ３、第１分解部水槽６３の容量を、約１.０ｍ３、第２分解部水槽７５の容量を、約１.５ｍ３、分解物ガス吸着部２１の容量を、約１.５ｍ３、第２吸着箱５８の容量を、約１.０ｍ３とした。
【０１９１】
また、上記第１分解部水槽６３には、クラレケミカル株式会社の粒状活性炭商品名クラレコールＧＡ（気相用）を配置し、また、第２分解部水槽７５には、クラレケミカル株式会社の粒状活性炭商品名クラレコールＫＷ（液相用）を配置した。
【０１９２】
また、第１ナノバブル発生機６１および第２ナノバブル発生機７３として、気液混合循環ポンプ５及び気液混合循環ポンプ４５の電動機がそれぞれ３.７ＫＷから構成される株式会社協和機設のＨＹＫ型をそれぞれ使用した。
【０１９３】
また、新鮮空気を分解物ガス吸着部２１に常時供給するためのファン１７として、テラル株式会社のシロッコファンCLF５−RS型０.７５ＫＷを選定した。
【０１９４】
また、上記第１分解部水槽６３と第２分解部水槽７５に空気を吐出する為のブロワー７１として、新明和工業株式会社のルーツブロワーＡＲＨ３２型０.７５ ＫＷを使用した。
【０１９５】
そして、水処理装置の原水槽２に有機フッ素化合物含有水を導入して、第１分解部水槽６３に設置してある第１ナノバブル発生機６１、分解物ガス吸着部２１の外部に設置してあるファン１７を運転し、続いて、第２分解部水槽７５に設置してある第２ナノバブル発生機７３、第２分解部水槽７５の外部に設置してあるブロワー７１を運転した。
【０１９６】
運転を開始して、１２日後の原水槽２と第２分解部水槽７５の出口の処理水７４の濃度を比較した。
【０１９７】
尚、活性炭、ナノバブル発生機、各槽の容積、ポンプ、ブロワー等として、他の物および条件で試験をした場合においても、この試験と、同様の効果が得られることを確認している。
【０１９８】
［表１］（液相分析結果）
2010022960.tif 000003
【０１９９】
［表２］（処理ガス分析結果）
2010022960.tif 000004
【０２００】
（分析結果の考察）
本発明の水処理装置によれば、表１に示すように、液相のＰＦＯＳについて、原水槽２の濃度と比較して、処理水７４の濃度を急激に低くすることができる。定量的には、除去率９０%を実現することができる。
【０２０１】
また、液相総フッ素量の処理水７４における濃度が格段に低くできて、フッ素化合物を、効率的に分解できて、分解物を、気相に放出することができる。
【０２０２】
また、本発明の水処理装置によれば、表１に示すように、硫酸イオンを確認できたことから、液相のＰＦＯＳを、効率的に分解できる。
【０２０３】
また、本発明の水処理装置によれば、表２に示すように、気相中のＰＦＯＳ濃度が非常に低いから、ＰＦＯＳは、ミストとして飛散しているのではなく、分解されている。したがって、本発明の水処理装置によれば、ＰＦＯＳを、効率的に分解できる。
【０２０４】
また、本発明の水処理装置によれば、表２に示すように、分解物として、パーフルオロカーボン等分解物が検出されていない。したがって、これらの有害な物質を、吸着剤の活性炭（分解物ガス吸着部２１と第２吸着箱５８の活性炭）に吸着させて確実に処理することができる。
【０２０５】
尚、本発明者は、上記試験の他にも、多数、様々な試験を行い、特許請求の範囲に記載の発明の全てが、上述に記載の優れた作用効果を奏することを確認している。
【０２０６】
以下に、これらの試験のうちの一部を開示し、それらの試験から確認できる事項について説明する。
【０２０７】
［表３］（液相分析結果）
2010022960.tif 000005
【０２０８】
上記表３は、一実施形態の装置であって、気相空気をファンで入れ替えた場合、または、液相を曝気した場合における、液相としての第1分解部水槽６３の分析結果を示す表である。
【０２０９】
表３に示すように、６日後の濃度において、ＰＦＯＳ濃度が１／１０以下に急激に減少している。また、ＰＦＯＳ等総フッ素量も減少し、ＰＦＯＳが分解して発生する硫酸イオンが増加している。
【０２１０】
このことから、気相空気をファンで入れ替えるか、又は、液相を曝気すると、ＰＦＯＳの分解を格段に促進することができる。
【０２１１】
［表４］
2010022960.tif 000006
【０２１２】
上記表４は、気相としての分解物ガス吸着部２１の第１排気煙突３５の分析結果（分解物ガス吸着部21に活性炭を充填しない場合）を示す試験結果である。
【０２１３】
表４に示すように、液相ＰＦＯＳは、ミストとして気相に飛散していない。また、液相ＰＦＯＳは、分解してCF3(CF2)3H、CF3(CF2)4H等に変化している。
【０２１４】
このことから、分解したCF3(CF2)3H、CF3(CF2)4H等を除去できれば、ＰＦＯＳを効率的に除去できる。本発明では、活性炭によって、これらの分解物質を、吸着除去できるから、ＰＦＯＳを効率的に除去できる。
【０２１５】
［表５］
2010022960.tif 000007
【０２１６】
上記表５は、気相としての分解物ガス吸着部２１の排気煙突３５の分析結果（分解物ガス吸着部２１に活性炭を充填した場合）を示す表である。
【０２１７】
表５に示すように、液相ＰＦＯＳは、ミストとして気相に飛散していない。また、表４の結果より、液相ＰＦＯＳは、分解してCF3(CF2)3H、CF3(CF2)4H等に変化しているが、表５の結果は、これらの分解物が、活性炭で略完全に吸着除去できることを示している。したがって、有機フッ素化合物含有水をナノバブルで酸化分解できると共に、ガス化した分解物を活性炭で吸着処理でき、難分解性有機フッ素系化合物としてのＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等を確実に無害化することができる。
【０２１８】
［表６］
2010022960.tif 000008
【０２１９】
上記表６は、気相空気をファンで入れ替えしない場合、すなわち、空気を入れ替えるべき、ファンが設置されていない場合、または、液相が曝気されていない場合における、液相としての第１分解部水槽６３の分析結果を示す表である。
【０２２０】
この試験は、第１分解部水槽６３の上部開口を、ガラス板で塞ぐことにより、第１分解部水槽６３内の気相空気の入れ替えを防止して行った。
【０２２１】
表６に示すように、この試験では、ＰＦＯＳ濃度が減少していない。また、ＰＦＯＳ等総フッ素量も減少していない。また、ＰＦＯＳが分解して発生する遊離硫酸イオンも増加していない。
【０２２２】
したがって、この結果から、気相の空気を入れ替えないと、ＰＦＯＳを分解させることができないことがわかり、飽和したＰＦＯＳ分解物の蒸気を除去しないと、ＰＦＯＳの分解は進行しないことがわかる。
【０２２３】
本発明によれば、第２分解部水槽７５では、多量の空気を吐出するブロワーによる曝気を行っているから、ＰＦＯＳの分解物による飽和状態が発生することを防止できて、ＰＦＯＳの分解を、新たなファンによる換気が無くても進行させることができる。
【０２２４】
したがって、以上の記載から明らかなように、本発明によれば、有機フッ素化合物含有水をナノバブルで酸化分解し、かつ、ガス化した分解物を例えば活性炭で吸着処理しているから、難分解性有機フッ素系化合物としてのＰＦＯＳ、ＰＦＯＡ等を、確実に無害化できるのである。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】本発明の第１実施形態の水処理装置の模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態の水処理装置の模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態の水処理装置の模式図である。
【図４】本発明の第４実施形態の水処理装置の模式図である。
【図５】本発明の第５実施形態の水処理装置の模式図である。
【図６】本発明の第６実施形態の水処理装置の模式図である。
【図７】本発明の第７実施形態の水処理装置の模式図である。
【符号の説明】
【０２２６】
１  流入配管
２  原水槽
３  原水ポンプ
４  吸込み配管
５  気液混合循環ポンプ
６  第１気体せん断部
７  水配管
８  第２気体せん断部
９  水配管
１０  空気配管
１１  電動ニードルバルブ
１２  第３気体せん断部
１３  ナノバブル流
１４  水配管
１５  水流
１６  吸込み口
１７  ファン
１８  吐出ダクト
１９  ダクトフランジ
２０  分解部  
２１  分解物ガス吸着部
２２  下部取出口
２３  中間部取出口
２４  上部取出口
２５  水面
２６  下部固定穴あき台
２７  中間部固定穴あき台
２８  上部固定穴あき台
２９  下部活性炭収納容器
３０  中間部活性炭収納容器
３１  上部活性炭収納容器
３２  下部活性炭
３３  中間部活性炭
３４  上部活性炭
３５  第１排気煙突
３６  出口水配管
３７  水槽
３８  分解物ガス
３９  新鮮空気の流れ
４０  傾斜壁
４１  散水ポンプ
４２  水配管
４３  活性炭吸込配管
４４  吸込み配管
４５  第２気液混合循環ポンプ
４６  第１気体せん断部
４７  水配管
４８  第２気体せん断部
４９  水配管
５０  空気配管
５１  電動ニードルバルブ
５２  第３気体せん断部
５３  ナノバブル流
５４  水流
５５  水配管
５６  散水ノズル
５７  目クラフランジ
５８  第２吸着箱
５９  第２排気煙突
６０  第２処理ガス
６１,１６１,２６１,４６１  第１ナノバブル発生機
６２  水流
６３  第１分解部水槽
６４  第１吸着箱
６５  第１処理ガス
６６  傾斜壁
６７  活性炭
６８  第２分解部水槽底部
６９  散気管
７０  空気配管
７１  ブロワー
７２  活性炭と水の混合物
７３,３７３,４７３  第２ナノバブル発生機
７４  処理水
７５  第２分解部水槽
７７  信号線
７８  ＴＯＣ（全有機炭素）調節計
７９  シーケンサー
８０  ＣＯＤ（化学的酸素要求量）計
８１  ＣＯＤ（化学的酸素要求量）調節計
８２  分解物ガス
８３  前段分解吸着部
８４,５８４,６８４  後段分解吸着部
８５  散気管
８６  気泡
５７６  ＴＯＣ計（全有機炭素計）
【図１】
2010022960.tif 000009
【図２】
2010022960.tif 000010
【図３】
2010022960.tif 000011
【図４】
2010022960.tif 000012
【図５】
2010022960.tif 000013
【図６】
2010022960.tif 000014
【図７】
2010022960.tif 000015